关键词：硅胶;席夫碱;协同吸附;重金属离子;抑菌;季铵盐
摘 要：本文以硅胶为基质,通过对其进行氨基修饰并与5-溴水杨醛及其衍生物反应得到负载席夫碱配体的改性硅胶吸附剂SG-H2L1、SG-H2L2和SG-H2L3,并用其吸附模拟废水中的金属离子和阴离子。通过FT-IR、SEM、BET、EPR、TGA等进行了表征分析,研究了三种吸附剂对金属盐溶液中阳离子和阴离子的吸附行为。金属阳离子和阴离子的吸附量分别由电感耦合等离子发生光谱仪(ICP)和离子色谱仪(ICS)测定。通过pH值、温度、不同的阳离子和阴离子竞争吸附等因素来探究吸附剂对金属离子和阴离子的吸附性能。对于改性硅胶的抑菌研究,本文制备了三种硅胶负载季铵盐的抗菌剂SG-QA8、SG-QA12和SG-QA16。采用FT-IR、EA、TGA、XPS等对改性硅胶抗菌剂进行了分析表征。SG-QA8、SG-QA112和SG-QA16对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌实验采用平板计数法进行研究。上述研究得出以下结论:(1)SG-H2L3对金属离子和阴离子的吸附量大于SG-H2L1、SG-H2L2,说明SG-H2L3对金属离子和阴离子的吸附具有协同作用;当Cu2+、Ni2+、Mn2+、Co2+和Cd2+这五种金属阳离子同时存在时,吸附剂SG-H2LI、SG-H2L2、SG-H2L3及其前驱体SG-NH-NH2均只对Cu2+有吸附;当SO42-、Cl-和NO3-三种阴离子同时存在下,吸附剂SG-H2L1、SG-H2L2、SG-H2L3 及其前驱体 SG-NH-NH2 均只对 SO42-和 NO3-有吸附能力,并且吸附能力为SO42->NO3-;SG-H2L3对Cu2+和SO42-的吸附的吸附行为符合Langmuir等温方程和准二级动力学模型,最大吸附量分别为54.14mg/g和75.13mg/g;热力学结果表明,SG-H2L3对Cu2+和SO42-的吸附过程是一个自发的吸热过程。(2)经过氨基修饰的硅胶SG-(NH)2-NH2对大肠杆菌和葡萄球菌均无抗菌性;SG-QA8、SG-QA12、SG-QA16三种抗菌剂对葡萄球菌的抗菌性均强于大肠杆菌;三种抗菌剂对大肠杆菌和葡萄球菌抗菌性强弱顺序为SG-QA16>SG-QA12>SG-QA8;当加入0.4mL(1×108CFU/mL)大肠杆菌时,SG-QA8、SG-QA12、SG-QA16的最低抑菌浓度分别为 20mg/mL、16mg/mL、12mg/mL;当加入 0.5mL(8.5×108CFU/mL)金黄色葡萄球菌时,SG-QA8、SG-QA12、SG-QA16的最低抑菌浓度分别为 2.4mg/mL、1 mg/mL、0.8 mg/mL。
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